【文章內(nèi)容簡介】 電石法 PVC 在國內(nèi)還可以生存相當長時間。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)（論文） 7 第二章 氯乙烯生產(chǎn)的工藝流程 生產(chǎn)氯乙烯的生產(chǎn)原料主要有電石、氯化氫。 電石（碳化鈣 CaC2），遇水生成乙炔（ C2H2），將乙炔與氯化氫 （ HCl）合成制出氯乙烯單體（ CH2CHCl）。 乙炔發(fā)生工藝流程 乙炔發(fā)生的工藝流程 如圖 21所示：倉庫內(nèi)經(jīng)破碎的小顆粒電石經(jīng)過 1皮帶傳輸機運到 2電石貯斗，然后經(jīng) 3盤式給料機送往 4斗式提升機。在斗式提升機的上部出來的小顆粒送往 5加料小車，然后把加料小車內(nèi)的料送往 6上加料貯斗和 7下加料貯斗，然后經(jīng) 8振動攪拌器，然后在 9小顆粒電石在乙炔發(fā)生器經(jīng)攪拌器 15,16進行反應(yīng)。從上部出來的乙炔氣經(jīng) 10正水封，然后進入 12冷卻塔，電石渣從 16乙炔發(fā)生器下部排出。然后經(jīng) 13乙炔阻火器，最后送往乙炔的清凈塔，進行清凈 工序。 圖 2—1 乙炔發(fā)生的工藝流程 1皮帶傳輸機； 2 電石貯斗； 3盤式給料機； 4 斗式提升機； 5加料小車；6上加料貯斗； 7下加料貯斗； 8振動加料器； 9乙炔發(fā)生器； 10正水封； 11安全水封； 12冷卻塔； 13阻火器； 14大攪拌器； 15小攪拌器； 16排渣器 乙炔清凈原理 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)（論文） 8 目的 —— 得到符合要求的乙炔 清凈劑 —— 次氯酸鈉液體 反應(yīng)原理 —— 氧化還原反應(yīng)，生成酸性物質(zhì) PH3+4NaClO→H 3PO4+4NaCl H2S+4NaClO→ H2SO4+4NaCl SiH4+4NaClO→SiO 2+2H2O+4NaCl AsH3+4NaClO→H 3AsO4+4NaCl 中和除去酸性物質(zhì) (中和劑為 NaOH溶液 ) H3PO4+3NaOH→Na 3PO4+3H2O H3SO4+2NaOH→Na 3SO4+ 2H2O H3AsO4+3NaOH→Na 3AsO4+ 3H2O SiO2+2NaOH→Na 3SiO4+ H2O 乙炔清凈工藝流程 乙炔清凈工藝流程如圖 22所示：來自發(fā)生器經(jīng)冷卻后的粗乙炔氣，進入水環(huán)式壓縮機 1 加壓，然后經(jīng)兩臺串聯(lián)的清凈塔 3 與 含有效氯 ％～%的次氯酸鈉溶液直接接觸，使粗乙炔氣中的磷、硫雜質(zhì)脫除，再經(jīng)中和塔 4 以 10%～ 15％液堿中和，經(jīng)冷卻器 5初步除去飽和的水分后，純度％以上的精乙炔送氯乙烯裝置使用。 圖 2— 2 乙炔清凈工藝流程 1 水環(huán)式壓縮機； 3清凈塔； 4中和塔； 5冷卻器； NaClO NaClO濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)（論文） 9 氯化氫合成的工藝流程 氯化氫合成的工藝流程如圖 23 所示：氫氣由氣柜出來經(jīng)止逆水封和卸壓水封后，由水環(huán)泵加壓至 以上，經(jīng)氫氣緩沖器進入合成爐燃 燒器；而氯氣則由氯氣處理送來，壓力為 以上進入合成爐的燃燒器；合成后的氯化氫氣體以 壓力送出合成爐，經(jīng)冷卻、除霧后送至氯乙烯合成裝置。 圖 23 合成法生產(chǎn)氯化氫的工藝流程 1氫氣柜； 2氫氣緩沖器； 4阻火器； 5合成爐； 6空氣冷卻器； 7石墨冷卻器； 1 17氯化氫緩沖器； 11石墨冷卻塔； 12酸霧過濾器； 14納氏泵； 15氣液分離器； 16硫酸冷卻器； 18氯化氫除沫器 原料氫氣由電解槽陰極出來，經(jīng)過冷卻、洗滌，大大降低了氣相溫度，消除了氣相中夾 帶的堿霧和雜質(zhì)，由輸氫壓縮機（經(jīng)復(fù)式壓縮機、羅獲鼓風(fēng)機或鈉氏泵）送出，在氫氣柜中貯存（在規(guī)模較大的生產(chǎn)工藝中設(shè)置氣柜以確保氫氣穩(wěn)定、壓力平衡。氫氣的純度在 98％以上，經(jīng)氣液分離器及阻火器進入合成爐 5燃燒器。 原料氯氣由電解槽陽極出來，經(jīng)過冷卻、干燥、凈化，使氯氣成為含濕量很的干燥氣體。由氯氣壓縮機（離心式壓縮機或納氏泵）送入氯氣緩沖罐 2，經(jīng)穩(wěn)濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)（論文） 10 壓裝置調(diào)節(jié)，以恒壓送入合成爐與燃燒器，其純度在 90％以上，氯內(nèi)含氫在 ％以下。 原料氯氣和氫氣經(jīng)節(jié)流控制一定的摩爾比（ Cl2 ： H2 =1： ～ ）分別注入燃燒器的內(nèi)管和外管，氯氣由下而上經(jīng)內(nèi)套管上端側(cè)壁幾個排料孔，切線方向均勻輸出與外套管由下而上的氯氣充分混合燃燒。石英的燃燒器傳熱較慢，套管口積蓄的熱量不易散失，能經(jīng)常保持引發(fā)溫度，以使合成反應(yīng)持續(xù)進行，燃燒時火焰溫度可達 2020℃ 以上，并發(fā)出青白色火焰。 合成后的氯化氫氣體蘊蓄著大量熱量，借散熱翅片或夾套冷卻水冷卻，可移去部分熱量，降低了爐壁濕度。出合成爐時氣體溫度仍可達 400～ 500℃ ，經(jīng)鐵制的空氣冷卻導(dǎo)管冷卻后，氣相溫 度可降至 150℃ 以下，然后進入圓塊孔或石墨換熱器 )或列管式石墨冷卻器，用工業(yè)上水將氯化氫氣體冷卻到 40℃ 左右。再經(jīng)過下封頭出口的控制閥門進入氣體緩沖器 (分離冷凝鹽酸和分配氣體之用 )，分兩路分別進入兩組串聯(lián)的列管式石墨冷凝器，以﹣ 25℃ 冷凍鹽水將氣體冷卻到﹣12～﹣ 18℃ 左右，進入酸霧分離器，氣相中夾帶的 30％左右的鹽酸霧沫，經(jīng)分離器中含氛硅油浸漬處理過的玻璃纖維捕集分離，使氣相氯化氫成為含濕量小于％的干燥氣體，再進入緩沖器后被納氏泵抽吸，在泵內(nèi)借助于濃度為 93％以上的硫酸作為液環(huán)、密封，由于離心力的 作用，使氣體受到壓縮。受壓后的氯化氯氣體和硫酸一起進入氣液分離器，硫酸從底部排出，經(jīng)過冷卻后又被納氏泵吸入循環(huán)使用。而氯化氫氣體則由氣液分離器頂部排出，經(jīng)緩沖器，除沫器 18后通往氯乙烯合成裝置。 粗氯乙烯的生產(chǎn) 乙炔加氯化氫制氯乙烯工藝流程如圖 24所示：經(jīng)精制處理的干燥精乙炔通過沙封 1與干燥的氯化氫氣體在混合氣 2中混合均勻，進去反應(yīng)器 3，在催化劑氯化汞的作用下進行加成反應(yīng)。反應(yīng)后的氣體先經(jīng)過水洗塔 4除去氯化氫，再經(jīng)過堿洗塔 5除去殘余的氯化氫和二氧化碳，然后再預(yù) 冷器 6中用水間接降溫，可將水冷凝分離出來，其余氣體在全凝器 7中用鹽水間接降溫使氯乙烯和二氯乙烷等全部冷凝。凝液送入低沸物塔 8使乙醛等低沸物及乙炔等氣體從塔頂蒸出，釜濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)（論文） 11 液送入氯乙烯 .9，塔頂餾出液為精氯乙烯單體，釜液是二氯乙烷等高沸物，可另再回收。 1沙封； 2混合器； 3反應(yīng)器； 4水洗塔； 5堿洗塔； 6預(yù)冷器； 7全凝器；8低沸塔； 9氯乙烯塔。 1. 純度 一般要求乙炔純度 ≥%。因為純度低時，二氧化碳等惰性氣體量多，會降低合成的轉(zhuǎn)化率，尾氣放空 量增加，增加乙炔和氯乙烯的損失。 2. 磷硫雜質(zhì) 磷化氫、硫化氫均能與催化劑發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)吸附，使催化劑中毒而縮短催化劑的使用壽命；還能與升汞反應(yīng)生成無活性的汞鹽。 3. 水分 一般原料氣含水分 ≤%，能滿足生產(chǎn)需要。 1. 純度 氯化氫純度 ≥93%[純度低時，組成不穩(wěn)定，與乙炔的配比不易調(diào)整；含有較多的惰性氣體 (約占 7%)，使尾排氣體增加，乙炔和氯乙烯損失增加，電石定額上升。 2. 氯化氫中游離氯 ≤% 嚴格控制氯化氫中游離氯檢出 (游離氯與乙炔接觸 ，發(fā)生激烈反應(yīng)生成氯乙炔爆炸性物質(zhì)，同時放出大量的熱，造濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)（論文） 12 成混合脫水系統(tǒng)的混合器、列管式石墨冷卻器等薄弱環(huán)節(jié)處爆炸而影響生產(chǎn)安全；借游離氯自動測定儀或于混合器出口安裝氣相溫度報警器，設(shè)定溫度超過 50℃ 時即關(guān)閉原料乙炔氣總閥 )。 3. 含氧 (控制在 %以下 ) 在轉(zhuǎn)化率低、放空尾氣中乙炔量較多時，氧氣在放空氣相中被濃縮，存在潛在危險；會與炭反應(yīng)生成 CO、 CO2降低催化劑使用壽命，造成后分離困難；使干燥塔內(nèi)的固堿生成碳酸鈉外殼，影響固堿的脫水效果。 粗氯乙烯的凈化和壓縮 吸收水 自塔頂?shù)谝粔K塔板加入，在該塔板上與上升的粗氯乙烯氣體接觸，形成具有一定高度的泡沫層；在泡沫層內(nèi)氣液相進行傳質(zhì)過程，使氣相中的氯化氫被水吸收為鹽酸；經(jīng)由溢流管借位差流入下一層篩板，重復(fù)上述的質(zhì)量傳遞過程；借加入水量的控制，調(diào)節(jié)液體在篩板上泡沫層的停留時間，使稀酸濃度達到 20~25%范圍 (外賣或脫吸法的吸收液 )；通過視鏡3 可以觀察到篩板上泡沫層的高度及氣液湍動接觸的情況，判斷塔設(shè)備的工作質(zhì)量。 粗氯乙烯的凈化壓縮工藝流程如圖 25 所示：粗氯乙烯在高溫下帶逸的氯化高汞升華 物，在填裝活性炭的汞吸附器（除汞器） 1 中除去，然后由石墨冷卻器將合成氣冷卻到 15℃ 以下，通入水洗泡沫塔 2回收過量的氯化氫。泡沫塔頂是以高位槽低溫水噴淋，一次（不循環(huán)）接觸制得 20％的鹽酸，由塔底借位差流入鹽酸大貯槽供灌裝外銷。氣體再經(jīng)堿冼泡沫塔 3 去殘余的微量氯化氫后，送至氯乙烯氣柜 4，氣柜中氯乙烯經(jīng)冷堿塔 5進一步除去微量酸性氣體，至機前冷卻器 6和水分離器 7，分離出部分冷凝水，借往復(fù)式壓縮機 8 加壓至 ～ MPa（表壓），并經(jīng)機后油分離器、冷卻器 9及分離器等設(shè)備，進一步除去油及水后送精餾系統(tǒng)。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)（論文） 13 圖 3 . 粗氯乙烯凈化壓縮工藝流程 圖 1 — 除汞器 2 — 水洗泡沫塔 3 — 堿洗泡沫塔 4 — 氯乙烯氣柜 5 — 冷堿塔 6 — 機前預(yù)冷器 7 — 水分離器 8 — 氯乙烯壓縮機 9 — 機后冷卻器 圖 2— 5粗氯乙烯的凈化和壓縮的工藝流程 1除汞器； 2水洗泡沫塔； 3堿冼泡沫塔； 4氯乙烯氣柜； 5冷堿塔；6機前冷卻器； 7水分離器； 8往復(fù)式壓縮機； 9 機后油分離器、冷卻器 液體混合物的精餾過程，是基于不同組成混合物的不同物質(zhì)具有不同